FI88563B

FI88563B - AUTOMATISK FOERSTAERKNINGREGLERINGSKOPPLING I RADIOTELEFONENS MOTTAGARE

Info

Publication number: FI88563B
Application number: FI894966A
Authority: FI
Inventors: Risto Vaeisaenen
Original assignee: Nokia Mobile Phones Ltd
Priority date: 1989-10-18
Filing date: 1989-10-18
Publication date: 1993-02-15
Also published as: EP0424009B1; FI88563C; EP0424009A2; DE69025697T2; JP3162700B2; EP0424009A3; JPH03208433A; DE69025697D1; ES2084664T3; ATE135146T1; FI894966A0

Abstract

The present invention relates to an automatic gain control circuit (AGC) in a receiver for a digital radio telephone. Most of the total gain control of the received signal is accomplished in the base band frequency sections, in the I and Q branches whereof the signal amplification is controlled step by step, and only a minor part of the total gain control is performed in the RF stage. High amplification steps are formed by means of amplifiers (9a, 10a, 11a, 12a; 9b, 10b, 11b, 12b), of which the desired amplifier is activated by means of a digitally controlled (A, B) multiplexer (13a, 13b), and low amplification steps are formed by means of a resistance attenuator (14a, 14b), in which a signal of desired level is selected by means of a digitally controlled (C, D, E) multiplexer (15a, 15b). In addition, the RF amplifier (2) has two amplification levels, of which the desired amplification is selected by means of a digital control (F). By means of different digital control combinations (A, B, C, D, E, F) the entire gain control range required of the receiver can be covered.

Description

! 88563! 88563

Radiopuhelimen vastaanottimen automaattinen vahvistuksensää- tökytkentä - Automatisk förstärkningreglerinskoppling i ra- diotelefonens mottagare 5Automatic gain control switching for radiotelephone receiver - Automatisk förstärkningreglerinskoppling i radiadiotelefonens mottagare 5

Keksinnön kohteena on automaattinen vahvistuksensäätökytken-tä (AGC) digitaalisen radiopuhelimen vastaanottimessa, jossa vastaanotettu signaali vahvistetaan rf-vahvistimella, siirretään ensimmäiselle vä1itaajuudelle ensimmäisessä sekoit-10 tajassa, mahdollisesti toiselle välitaajuudelle toisessa sekoittajassa ja johdetaan tämän jälkeen kahteen haaraan, joissa muodostetaan kantataajuiset I- ja Q-signaalit.The invention relates to an automatic gain control circuit (AGC) in a digital radiotelephone receiver, in which the received signal is amplified by an rf amplifier, transferred to a first intermediate frequency in a first mixer, possibly to a second intermediate frequency in a second mixer, and then applied to two branches. signals.

Digitaalisissa radiopuhelimissa esim. gsm-radiopuhelimissa 15 käytetään automaattista vahvistuksen säätöä (AGC, automatic gain control), jonka avulla vastaanotetun signaalin taso pyritään pitämään vakiona ennen AD-muuntimia.In digital radiotelephones, e.g. gsm radiotelephones 15, automatic gain control (AGC) is used, by means of which the level of the received signal is kept constant before the AD converters.

Yleisin tapa on toteuttaa AGC-funktio samalla tavalla kuin 20 analogisissa AM- tai SSB-vastaanottimissa, joissa AGC toteutetaan käyttäen välitaajuusvahvistimena analogisella jännitteellä ohjattavaa säädettävää vahvistinta, joka vaimentaa signaalia sitä enemmän, mitä suurempi sen amplitudi on. Tässä tunnetussa tavassa osa AGC-funktiosta voidaan 25 sijoittaa vastaanottimen ensimmäisiin asteisiin. Esimerkkinä AM- tai SSB-vastaanottimen periaatteiden soveltamista gsm-radiopuhelimen vastaanottimeen on oheisen kuvan 1 mukainen tyypillinen gsm-radiopuhelimen vastaanottimen lohkokaavio. Antennilta saapuva radiotaajuinen signaali suodatetaan ja 30 vahvistetaan vahvistimella, joka voi olla osa AGC-funktiosta, ja sekoitetaan sekoittajassa 3' 1. paikallisoskillaatto-rin taajuuteen. Syntyneet sekoitustulokset vahvistetaan ja niistä suodatettu signaali viedään toiseen sekoittajaan 4', jossa se sekoitetaan 2. paikallisoskillaattoritaajuuteen.The most common way is to implement the AGC function in the same way as in 20 analog AM or SSB receivers, where the AGC is implemented using an analog voltage controlled adjustable amplifier as the intermediate frequency amplifier, which attenuates the signal the greater its amplitude. In this known manner, part of the AGC function can be placed in the first stages of the receiver. An example of the application of AM or SSB receiver principles to a gsm radiotelephone receiver is a typical gsm radiotelephone receiver block diagram according to Figure 1 below. The radio frequency signal from the antenna is filtered and amplified by an amplifier, which may be part of the AGC function, and mixed in a mixer 3 'to the frequency of the local oscillator. The resulting mixing results are amplified and the signal filtered from them is applied to another mixer 4 ', where it is mixed to the 2nd local oscillator frequency.

35 Saatu sekoitustulos suodatetaan suodattimena 5' ja viedään kahdelle peräkkäiselle vahvistinasteelle, joiden vahvistusta säädetään logiikkaosan D/A-muuntimelta tulevalla jännitteellä ja näin toteutetaan AGC-funktio. AGC-vahvistinten jälkeen 2 88563 signaalitie jaetaan kahteen haaraan, joissa muodostetaan I- ja Q-signaalit sekoittamalla sekoittajissa 6' ja 7' signaalitaajuudet 3. paikallisoskillaattoritaajuuteen, joka tuodaan sekoittajille 90 asteen vaihesiirrossa toisiinsa 5 nähden.The obtained mixing result is filtered as a filter 5 'and applied to two successive amplifier stages, the gain of which is adjusted by the voltage coming from the logic part D / A converter, and thus the AGC function is realized. After the AGC amplifiers, the 2 88563 signal path is divided into two branches, where the I and Q signals are generated by mixing the signal frequencies 6 'and 7' in the mixers to the 3rd local oscillator frequency, which is introduced to the mixers in a 90 degree phase shift relative to each other.

Tämän edellä kuvatun lohkokaavion mukaisesti voidaan kyllä toteuttaa vastaanotin, mutta siihen liittyy useita puutteita. Välitaajuusasteisiin sijoitetun jänniteohjatun AGC-10 vahvistimen ominaisuudet ovat yleensä huonot käytetyistä virtaohjatuista vahvistimista ja gsm-järjestelmässä tarvittavasta suuresta säätöalueesta johtuen. AGC-vahvistimella on säätökäyrä epälineaarinen ja sen muoto samoin kuin vahvistimen vahvistus on riippuvainen lämpötilasta. Näistä 15 ominaisuuksista johtuen on eri vahvistinyksilöiden välillä suuria eroja, joten jokaisessa puhelimessa vahvistimen säätökäyrä ja sen ominaisuuksien riippuvuus lämpötilasta on taulukoitava yksilöllisesti tai kompensoitava monimutkaisilla analogisilla kytkennöillä. AGC-vahvistimen vahvistuk-20 sen on oltava maksimivahvistuksella suuri, jotta vahvistusta pienennettäessä ei signaali/kohina-suhde huononisi.According to this block diagram described above, a receiver can be implemented, but it has several drawbacks. The characteristics of a voltage-controlled AGC-10 amplifier located in intermediate frequency stages are generally poor due to the current-controlled amplifiers used and the large control range required in a GSM system. The AGC amplifier has a non-linear control curve and its shape as well as the gain of the amplifier is temperature dependent. Due to these 15 characteristics, there are large differences between different amplifier individuals, so for each telephone, the control curve of the amplifier and the temperature dependence of its characteristics must be tabulated individually or compensated by complex analog connections. The gain of the AGC amplifier must be high at maximum gain so that the signal-to-noise ratio does not deteriorate when the gain is reduced.

Suuren vahvistuksen takia on taas käytettävä hyvää suodatusta ennen AGC-vahvistinta, koska muuten lähikanavilla olevat signaalit vahvistuvat liian suureksi ja aiheuttavat tukkeu-25 tumis- ja keskinäismodulaatioilmiötä. Ominaisuuksiltaan riittävän hyvä suodatin on yleensä kallis ja suurikokoinen. Koska tunnetussa kytkennässä on I- ja Q-signaalien muodostuksessa käytettävän paikallisoskillaattorin taajuus sama kuin välitaajuus, on yleensä erittäin vaikeaa estää paikal-30 lisoskillaattorisignaalin kytkeytyminen välitaajuusvahvisti-meen. Kytkeytyminen sinänsä ei haittaa, mutta edellä kuvatussa kytkennässä, jossa muutetaan välitaajuusvahvistimen vahvistusta toisessa välitaajuudessa, syntyy erittäin suuria ongelmia I- ja Q-haarojen tasajännitetasojen suhteen. Ta-35 sajännitetasot kummassakin haarassa riippuvat AGC-vahvistimien vahvistuksesta kullakin hetkellä ja jokainen vahvistuksen muutos aiheuttaa DC-tasoihin nopean muutoksen, jonka 3 88563 vaikutusta ei pystytä poistamaan esim. AC-kytkennällä (kon-densaatoreilla) I- ja Q-haarassa.Due to the high gain, good filtering must be used before the AGC amplifier, because otherwise the signals on the nearby channels are amplified too much and cause a clogging and intermodulation phenomenon. A filter with good enough properties is usually expensive and large in size. Since the frequency of the local oscillator used to generate the I and Q signals in the known circuit is the same as the intermediate frequency, it is generally very difficult to prevent the local oscillator signal from being coupled to the intermediate frequency amplifier. The coupling itself does not interfere, but in the circuit described above, which changes the gain of the intermediate frequency amplifier at the second intermediate frequency, very large problems arise with respect to the DC voltage levels of the I and Q branches. The voltage levels of Ta-35 in both branches depend on the gain of the AGC amplifiers at each moment and each change in gain causes a rapid change in DC levels, the effect of which 3 88563 cannot be eliminated e.g. by AC connection (capacitors) in I and Q branches.

Keksinnön tavoitteena on saada aikaan radiopuhelimen vas-5 taanottimen vahvistuksen automaattimen säätökytkentä, jolla edellä kuvatun tunnetun kytkennän haitat on poistettavissa.The object of the invention is to provide a control circuit for the gain amplifier of a radiotelephone receiver, by means of which the disadvantages of the known connection described above can be eliminated.

Tämä tavoite saavutetaan vaatimuksen 1 tunnusmerkkiosan mukaisesti siten, että pääosa vastaanotetun signaalin koko-10 naisvahvistuksen säädöstä suoritetaan kantataajuusosissa, joiden I- ja Q-haaroissa signaalin vahvistusta säädetään portaattain ja vähäinen osa kokonaisvahvistuksen säädöstä suoritetaan rf-asteessa.This object is achieved according to the characterizing part of claim 1, so that most of the total gain control of the received signal is performed in baseband parts, in the I and Q branches of which the signal gain is adjusted stepwise and a small part of the total gain control is performed in rf.

15 Keksinnön mukaisesti suuri osa kokonaisvahvistuksesta ja AGC-funktiosta on sijoitettu ns. kantataajuusosiin eli I-ja Q-haaroihin. Kulloinkin haluttu vahvistusporras valitaan analogisilla multipleksereillä, jotka kytkevät valitun vah-vistinportaan ja valitun vaimenninasteen I- ja Q-signaalien 20 tielle. Multipleksereitä ohjaamalla saadaan yhteensä 32 te-hoporraskombinaatiota I- ja Q-signaaleille. Kun lisäksi rf-taajuinen antennivahvistin järjestetään säädettäväksi siten, että sen vahvistusta voidaan pienentää ohjauksella esim, 20 dB, saadaan tämä mukaanlukien vahvistusportaiden lukumäärää 25 kasvatetuksi riittäväksi gsm-järjestelmälle. I-ja Q-haarois-"1 sa olevien vahvistinten ja vaimentimien sekä mahdollisesti kahdessa portaassa säädettävän rf-vahvistimen kokonaisuus muodostaa AGC-piirin, jonka takaisinkytkentähaarassa on logiikkapiiri, joka valvoo lähtevien I- ja Q-signaalien tasoa '30 ja pitää ne oleellisesti vakiona antennisignaalin voimakkuudesta riippumatta. Logiikkapiiri pitää mainitun tason vakiona siten, että se ohjaa vahvistimien tehoportaan valitsevia I-ja Q-haarojen multipleksereitä ja näissä haaroissa olevien vaimentimien valmennussuhteen valitsevia multipleksereitä . 35 digitaalisella ohjauksella niin, että tulosignaalin tasosta riippumatta lähtösignaali pysyy vakaana.According to the invention, a large part of the total gain and the AGC function are located in the so-called to the baseband components, i.e., the I and Q branches. In each case, the desired gain stage is selected by analog multiplexers, which switch the selected amplifier stage and the selected attenuator stage in the path of the I and Q signals. By controlling the multiplexers, a total of 32 te-hop combinations for the I and Q signals are obtained. In addition, when the rf frequency antenna amplifier is arranged to be adjustable so that its gain can be reduced by control, e.g., 20 dB, this, including the number of gain stages 25, can be increased sufficiently for the gsm system. The set of amplifiers and attenuators in the I and Q branches and possibly a rf amplifier adjustable in two stages forms an AGC circuit, the feedback branch of which has a logic circuit which monitors the level of the output I and Q signals '30 and keeps them substantially constant. regardless of the strength of the antenna signal.The logic circuit keeps said level constant so as to control the multiplexers of the I and Q branches selecting the power stage of the amplifiers and the multiplexers selecting the training ratio of the attenuators in these branches by digital control so that regardless of the level of the input signal

4 885634 88563

Keksintöä selostetaan nyt yksityiskohtaisemmin viittaamalla oheisiin kuviin, joissa kuva 1 esittää erästä tekniikan tason mukaista radiopuheli-5 men vastaanottimen AGC-kytkentää, kuva 2 esittää keksinnön mukaista radiopuhelimen vastaanottimen AGC-kytkentää.The invention will now be described in more detail with reference to the accompanying figures, in which Figure 1 shows an AGC connection of a radiotelephone receiver according to the prior art, Figure 2 shows an AGC connection of a radiotelephone receiver according to the invention.

Kuvan 1 kytkentää on oleellisin kohdin selostettu jo edellä 10 tekniikan tason kuvauksen yhteydessä, eikä sitä näinollen enää selosteta lähemmin.The connection of Figure 1 has already been described in essential respects in connection with the description of the prior art 10, and will thus no longer be described in more detail.

Kuvan 2 mukaisesti antennilta tuleva signaali vahvistetaan suodattimen la jälkeen rf-vahvistimessa 2, jonka vahvistusta 15 voidaan pienentää ohjauksella F esim. 20 dB. Suodattimessa Ib suodatettu signaali viedään sekoittajaan 3, jossa sen ja paikallisoskillaattorin sekoitustuloksista suodatettu väli-taajuussignaali jaetaan välitaajuusvahvistimen 5 jälkeen kahteen haaraan I- ja Q-signaalien muodostamista varten.According to Fig. 2, the signal from the antenna is amplified after the filter 1a in the rf amplifier 2, the gain 15 of which can be reduced by the control F, e.g. 20 dB. The signal filtered in the filter Ib is applied to the mixer 3, where the intermediate frequency signal filtered from the mixing results of it and the local oscillator is divided after the intermediate frequency amplifier 5 into two branches for generating I and Q signals.

20 Näissä haaroissa muodostetaan sekoittajissa 6a ja 6b I/Q- signaalit (sin- ja cos-muotoiset) siten, että tuleva signaali sekoitetaan 2. paikallisoskillaattorilta tulevan taajuuden kanssa sekoittajissa tulevien paikallisoskillaattoritaa-juuksien ollessa 90 asteen vaihesiirrossa toisiinsa nähden. 25 I/Q-signaalien muodostus on sinänsä tunnettu, eikä siihen puututa tässä enempää. Sekoitustuloksina saatuja I- ja Q-signaaleja vahvistetaan vahvistimissa 7a ja 7b ja vahvistetuista signaaleista suodatetaan korkeat taajuudet suodatti-missä 8a ja 8b.In these branches, I / Q signals (sinusoidal and cos-shaped) are generated in the mixers 6a and 6b so that the incoming signal is mixed with the frequency from the 2nd local oscillator with the local oscillator frequencies in the mixers being 90 degrees out of phase with each other. The generation of I / Q signals is known per se and will not be discussed further here. The I and Q signals obtained as mixing results are amplified in amplifiers 7a and 7b, and high frequencies are filtered from the amplified signals in filters 8a and 8b.

30 Tähänastinen kuvaus on ammattimiehelle melko selvää. Kytkentä tästä eteenpäin sisältää keksinnön varsinaisen ytimen. Molemmissa haaroissa signaalitie jakaantuu useaan haaraan, joissa jokaisessa on vahvistin 9a, 10a, 11a, 12a; 9b, 10b, 35 11b, 12b. Multipleksereillä 13a, 13b voidaan molemmissa haa roissa kytkeä yksi vahvistin kerrallaan signaalitielle, esim. tietyllä multiplekserien ohjauksella signaali kulkee I-haarassa vahvistimen 10b kautta ja Q-haarassa vahvistimen i 5 3 8 563 10a kautta. Näillä vahvistimilla on sama vahvistus. Vastaavasti muulla multiplekserien 13a, b ohjauksella signaalit kulkevat muiden vahvistimien kautta, joilla on aina pareit-tan sama vahvistus, mutta siis Q-haaran vahvistimilla 9a-12a 5 on keskenään eri vahvistus kuten vastaavasti I-haaran vahvistimilla 9b-12b. Vahvistimien 9a ja 9b vahvistus voisi olla esim. 50 dB, vahvistimien 10a ja 10b vahvistus esim.30 The description to date is quite obvious to a person skilled in the art. The coupling hereinafter includes the actual core of the invention. In both branches, the signal path is divided into several branches, each of which has an amplifier 9a, 10a, 11a, 12a; 9b, 10b, 35 11b, 12b. With the multiplexers 13a, 13b, one amplifier can be connected to the signal path at a time in both branches, e.g. with a certain control of the multiplexers the signal passes in the I-branch through the amplifier 10b and in the Q-branch through the amplifier i 5 3 8 563 10a. These amplifiers have the same gain. Correspondingly, with the other control of the multiplexers 13a, b, the signals pass through other amplifiers, which always have the same gain in pairs, but thus the Q-branch amplifiers 9a-12a 5 have a different gain than the I-branch amplifiers 9b-12b, respectively. The gain of amplifiers 9a and 9b could be e.g. 50 dB, the gain of amplifiers 10a and 10b e.g.

34 dB, vahvistimien 11a ja 11b vahvistus esim. 18 dB ja vahvistimien 12a ja 12b vahvistus voisi olla esim. 2 dB. Edellä 10 luetellut arvot ovat siis ko. vahvistimien vahvistuksia.34 dB, the gain of amplifiers 11a and 11b is e.g. 18 dB and the gain of amplifiers 12a and 12b could be e.g. 2 dB. The values listed above 10 are therefore amplifiers.

Valittaessa multiplekserillä jonkin vahvistinhaaran signaali, tulee tällöin valituksi tietty vahvistusporras, joka tarkoittaa suhteellista vahvistuksen muutosta. Esim. 50 dB:n vahvistimelta valittu signaali vastaa 0 dB:n vahvistuspor-15 rasta, eli maksimivahvistusta, ja esim. 2 dB:n vahvistimelta valittu signaali vastaa -48 dB.n vahvistusporrasta. Vastaavasti 34 dB:n ja 18 dB:n vahvistimen valinta vastaa vahvistusporrasta -16 dB ja -32 dB. Luonnollisesti myös muita vahvistuksia voidaan käyttää. Multipleksereitä ohjataan digi-20 taalisilla ohjausignaaleilla A ja B, joilla multiplekseri voidaan ohjata neljään eri asentoon. Ohjaussignaalit saadaan puhelimen logiikkapiiristä, joka valvoo signaalitasoa ennen AD-muuntimia.When the signal of one of the amplifier branches is selected by the multiplexer, a certain gain stage is selected, which means a relative change in gain. For example, a signal selected from a 50 dB amplifier corresponds to a 0 dB gain stage, i.e., maximum gain, and e.g., a signal selected from a 2 dB amplifier corresponds to a -48 dB gain stage. The selection of a 34 dB and 18 dB amplifier, respectively, corresponds to a gain of -16 dB and -32 dB. Of course, other reinforcements can also be used. The multiplexers are controlled by digital control signals A and B, with which the multiplexer can be controlled to four different positions. The control signals are obtained from the telephone logic circuit, which monitors the signal level before the AD converters.

·'. 25 Edellä kuvatulla tavalla voidaan muodostaa suuret vahvistus-portaat. Pienet vahvistusportaat voidaan keksinnön mukaisesti muodostaa siten, että signaalitiellä mainittujen vahvistinten jälkeen on molemmissa haaroissa vaimennin, sopivimmin samanlaisesta vastusverkosta 14a ja 14b muodostuva vastus-30 vaimennin, josta halutun tasoinen signaali valitaan multi-pleksereillä 15a ja 15b. Nämä multiplekserit saavat myös ohjauksen puhelimen ohjauslogiikalta. Kolmella ohjaussignaalilla C, D ja E saadaan valittua yksi kahdeksasta suhteellisesta vahvistusportaasta, ja nämä portaat voivat olla ’ · 35 esim. 0 db, -2 dB, -4 dB, -6 dB, -8 dB, -10 dB, -12 dB ja -14 dB. Tietty ohjausignaalikombinaatio C, D, E tuottaa samansuuruisen vahvistusportaan vaimentimista 14a ja 14b. Vaimentimien 14a ja 14b jälkeen signaalit etenevät vahvis- 6 88563 tinten 16a ja 16b kautta kytkennän lähtöön. Vahvistinten 16a ja 16b vahvistus voisi olla esim. 15 dB.· '. 25 Large gain steps can be formed as described above. According to the invention, small gain stages can be formed such that the signal path after said amplifiers has an attenuator in both branches, preferably a resistor-30 attenuator consisting of a similar resistor network 14a and 14b, from which a signal of the desired level is selected by multiplexers 15a and 15b. These multiplexers also receive control from the telephone control logic. The three control signals C, D and E allow one of the eight relative gain stages to be selected, and these stages can be '· 35 e.g. 0 db, -2 dB, -4 dB, -6 dB, -8 dB, -10 dB, -12 dB and -14 dB. A certain control signal combination C, D, E produces the same amount of gain from the attenuators 14a and 14b. After attenuators 14a and 14b, the signals travel through amplifiers 16 88563 to outputs 16a and 16b. The gain of amplifiers 16a and 16b could be e.g. 15 dB.

Multipleksereitä 13a, 13b ja 15a, 15b ohjaamalla voidaan 5 saadaan yhteensä 32 eri vahvistusporraskombinaatiota. Aluetta voidaan vielä laajentaa tekemällä rf-vahvistin 2 säädettäväksi siten, että sen vahvistusta voidaan pienentää lo-giikkaohjauksella F esim. 20 dB. Tällöin voidaan ohjaussignaaleilla A, B, C, D, E, F kattaa esimerkiksi 84 dB:n teho-10 alue 2 dB:n välein. Tämä on aivan riittävä gsm-järjestelmässä .By controlling the multiplexers 13a, 13b and 15a, 15b, a total of 32 different gain step combinations can be obtained. The range can be further expanded by making the rf amplifier 2 adjustable so that its gain can be reduced by logic control F, e.g. 20 dB. In this case, the control signals A, B, C, D, E, F can cover, for example, a power-10 range of 84 dB every 2 dB. This is quite sufficient in a gsm system.

Edellä on esitetty keksinnön mukainen kantataajuusosiin sijoitettu AGC-vahvistinkytkentä. Periaatteessa voidaan 15 kantataajuusosiin sijoitettu AGC-kytkentä toteuttaa huomat tavasti yksinkertaisemminkin sijoittamalla peräkkäin logiik-kaohjatut vahvistin/vaimenninasteet, joiden vahvistus- tai vaimenninportaat olisivat 2, 4, 8, 16, 32 dB kantataajuusosiin (ja 20 dB:n vaimennus rf-osaan). Tämä ei ole kuiten-20 kaan osoittautunut käytännössä mahdolliseksi, koska analoginen multiplekseri tai analogiakytkin aiheuttaa signaatielle lyhyen, mutta voimakkaan, noin 100 mV kytkentäjännitepiikin, joka vahvistuu vahvistinketjussa esim. 60 dB leikkautuen ja aiheuttaen DC-tasojen siirtymistä. Toinen ongelma on 25 operaatiovahvistimien offset-jännitteistä johtuva DC-tasojen muuttuminen valitun vahvistuksen mukaan, mikäli vahvistuksen säätömenetelmänä käytetään esimerkiksi operaatiovahvistimien takaisinkytkentävahvistuksien valitsemista analogiakytkimien avulla. Keksinnön mukaisessa kytkennässä kytkentäpiikkien 30 vaikutus on poistettu jakamalla signaali ensin neljään haaraan ja vahvistamalla kunkin haaran taso vastaamaan haluttua vahvistusporrasta. Multiplekserilla 13a ja 13b valittavan signaalin taso on samaa luokkaa kuin kytkentäpii-kin taso, joten kytkentäpiikistä ei ole haittaa. Offset-35 jännitteiden vaikutus on eliminoitavissa käyttämällä AC- kytkentää (kondensaattoreita) ennen multipleksereitä. Pienimmät vahvistusportat voidaan tämän jälkeen muodostaa 7 88563 valitsemalla vastusvaimentimelta 14a, 14b halutun tasoinen signaali multiplekserillä 15a, 15b.The AGC amplifier circuit located in the baseband parts according to the invention has been described above. In principle, an AGC connection located in 15 baseband parts can be implemented much simpler by sequentially placing logic-controlled amplifier / attenuator stages with gain or attenuator stages of 2, 4, 8, 16, 32 dB in baseband parts (and 20 dB attenuation rf). However, this has not proved to be possible in practice, because an analog multiplexer or an analog switch causes a short but strong switching voltage peak of about 100 mV on the signal path, which is amplified in the amplifier chain by e.g. 60 dB intersecting and causing DC level shift. Another problem is the change of DC levels due to the offset voltages of the operational amplifiers according to the selected gain, if the gain control method is used, for example, to select the feedback gains of the operational amplifiers by means of analog switches. In the circuit according to the invention, the effect of the switching spikes 30 is eliminated by first dividing the signal into four branches and amplifying the level of each branch to correspond to the desired gain stage. The level of the signal selected by the multiplexer 13a and 13b is of the same order as the level of the switching peak, so that there is no harm in the switching peak. The effect of offset-35 voltages can be eliminated by using AC coupling (capacitors) before multiplexers. The smallest gain gates can then be formed 7 88563 by selecting the desired level signal from the resistor attenuator 14a, 14b with the multiplexer 15a, 15b.

Keksinnön mukaisella kytkennällä on saatu aikaan digitaali-5 sen radiopuhelimen vastaanottimen AGC-systeemi, jolla voidaan muodostaa kaikki gsm-puhelimessa tarvittavat vahvistus-portaat ilman kytkentäpiikkien ja DC-tasojen muutoksen aiheuttamia haittoja ja ilman niitä haittoja, joita välitaa-juusasteisiin sijoitettu AGC-funktio tuo mukanaan. Vahvis-10 tusportaat ovat täsmällisiä ja ne eivät riipu lämpötilasta. Koska pääosa vahvistuksesta ja AGC-funktiosta voidaan sijoittaa kantataajuusosiin, voidaan rf-asteiden ja välitaa-juusasteiden vahvistus asettaa huomattavan pieneksi (esim. yhteensä 20 dB) ja tämän takia voidaan käyttää erittäin 15 yksinkertaista ja halpaa suodatinta. Koko vastaanotin on tehtävissä hyvin pieneen tilaan, koska pääosa vahvistuksesta ja AGC-funktiosta on kantataajuusosissa, jotka on mahdollisesti kokonaan integroitavissa piille. Välitaajuusosissa ei ole minkäänlaista AGC:hen liittyvää vahvistuksen säätöä, 20 joten paikallisoskillaattorin signaalin kytkeytyminen välitaa juusasteisiin ei ole haitallista. Toisin sanoen I- ja Q-haarojen tasajännitetasot eivät vaihtele välitaajuusasteisiin kytkeytyvästä paikallisoskillaattorisignaalista johtuen.The switching according to the invention provides an AGC system for a digital radiotelephone receiver, which can generate all the necessary amplification stages in a GSM telephone without the disadvantages caused by the change of switching peaks and DC levels and without the disadvantages caused by the AGC function placed in intermediate frequency stages. with them. The gain stages are precise and do not depend on temperature. Since most of the gain and the AGC function can be placed in the baseband parts, the gain of the rf degrees and intermediate frequency degrees can be set remarkably low (e.g., a total of 20 dB) and therefore very simple and inexpensive filters can be used. The entire receiver can be made in a very small space because most of the gain and AGC function is in the baseband parts, which can possibly be fully integrated into the silicon. The intermediate frequency sections do not have any AGC-related gain adjustment, so that switching the signal of the local oscillator to the intermediate frequency stages is not detrimental. That is, the DC voltage levels of the I and Q branches do not vary due to the local oscillator signal coupled to the intermediate frequency stages.

2525

Patenttivaatimusten suojapiirissä pysyen voidaan käytännön piiri toteuttaa lukuisilla tavoilla. Niinpä esim. vahvistimia voi olla useampia kuin neljä ja vaimennin voi olla muu kuin vastusverkko.While remaining within the scope of the claims, the practical scope can be implemented in a number of ways. Thus, for example, there may be more than four amplifiers and the attenuator may be other than a resistance network.

Claims

An automatic gain control circuit in a digital radiotelephone receiver, in which the received signal is amplified by an rf amplifier, is transferred to a first intermediate frequency in a first mixer, possibly a second intermediate frequency in a second mixer, and then applied to two branches generating baseband I and Q signals. the control of the total gain of the received signal is performed in baseband parts, in the I and Q branches of which both large gain stages and small gain stages are formed by multiplexers (13a, 13b, 15a, 15b) operating in the selector members, in front of which an offset voltage eliminator is arranged. AC switching, and 15 that only a small part of the total gain control is performed in rf degree.

A circuit according to claim 1, characterized in that in order to form large gain stages in the baseband part 20, the 1-branch and the Q-branch are divided into several branches, each of which has an amplifier (9a, 10a, 11a, 12a; 9b, 10b, 11b, 12b) with has its own specific gain and the branch comprising the desired amplifier in the I and Q branches is selected by multiplexers (13a, 13b) controlled by digital control (A, B).

A circuit according to claim 2, characterized in that the I and Q branches have an attenuator (14a, 14b) downstream of the branches and amplifier 30 and the multiplexer (13a, 13b) in the signal propagation direction, in which the signal is attenuated or may not be attenuated, and the desired level of signal is selected by a multiplexer (15a, 15b) controlled by digital controls (C, D, E). 35

Coupling according to Claim 3, characterized in that the damper (14a, 14b) is a resistance network. 9 88563

A circuit according to claim 1 or 3, characterized in that the rf amplifier (2) has two gain levels and the desired level is selected by digital control (F).

Switching according to Claim 5, characterized in that the digital controls (A, B, C, D, E) of the multiplexers (13a, 13b; 15a, 15b) and the digital control (F) of the rf amplifier (2) with the combinations, a certain amplifier and a certain attenuation can be connected to the signal path in the I and Q branches so that the entire gain adjustment range required by the receivers can be covered step by step. I Patentkrav